PLC教程理论篇之PLC 编程语言三

PLC教程理论篇之PLC 编程语言三 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com PLC教程理论篇之PLC 编程语言三 编程软件 在个人计算机上运行的、PLC 厂家提供的、用于 PLC 编程的工具软件。早期运行在 DOS环境下，而今都在 WINDOWS 系统下运行，也都是 WINDOWS 的界面。而且，所有 PLC厂商在提供 PLC 硬件的同时，也都提供编程软件，尽管有的厂家的软件是单独收费的。没有编程软件，而又没有编程工具，那所买的 PLC 将无法使用。 OMRON 的编程软件为 CX,One，集成了 OMRON 的 PLC 和 Components 的支持软件，提供了一个基于 CPS(Component and Network Profile Sheet)集成开发环境。均支持英文/日文(CX,Programmer 支持中文)。其主要有:CX-Programmer: Ver.6.00(用于编程)、CX-Simulator : Ver.1.50 ( 用 于 编 程 仿 真 )、 NS-Designer : Ver.6.20 ( 用 于 可 编 程 终 端 编程)、 CX-Motion : Ver.2.20(用于运动控制编程)、 CX-Protocol : Ver.1.60(用于通讯编程)、 CX-Process Tool: Ver.4.10(用于模拟量控制编程)、 CX-Server : Ver.2.30(用于网络配置与管理)，等等。西门子的编程软件也是系列化产品。主要为 step7。有用于 S7-200 的 MRO-WIN 版(已有中文版)，还有用于 S7-300、400 的标准版。后者须授权，才能正常运行。西门子还有很多其它软件。 三菱 PLC 目前编程用软件为 GX DEVELOPER，版本已升级到 8(X，在 Windows 平台上运行，是三菱各 PLC 通用编程软件。以下对编程软件功能、组成、操作及使用等有关问题分别进行讨论。 1(功能: (1) 编程:可用其选用多种语言，编写PLC程序，并可进行相关语法检查; (2) 上、下载程序:可用其把已编写好的程序下载给PLC，或从PLC上读取已有程序; (3) 监控:可用其监控PLC工作，包括回路监视，软元件同时监视，软元件登录监视等。 (4) 调试:可用其测试在PLC上的程序能否正常运行。对OMRON、三菱，也可使用仿真软件，在计算机对上，对所编的程序进行仿真调试。 5) PLC诊断:可用其诊断PLC状态，查找其故障履历。 ( (6)设定:可对PLC进行种种设定，以确保其能正确工作。 等等。 2(组成: 所有编程软件几乎都是视窗风格的界面。尽管这些界面的水平有所差别，但都有窗口，菜单，工具条，状态条。都可用鼠标操作与键盘操作。并可打开多个例程(INSTANCE)，多个窗口，多个 PLC，多个程序，多个(程序)段进行处理。 (1)窗口: 编程软件用的窗口一般有三种:重叠( O v e r l a p p e d )窗口，子( C h i l d )窗口和弹出( P o p u p )窗口。 重叠窗口通常用于建立应用程序主窗口。有时也叫父窗口或称“框架”窗口。图 4-8 示的为 CXP 的父窗口。它也是打开本软件后首先出现的窗口。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 子窗口显现在框架(父)窗口的用户工作区内。只有打开或新建文件后才可能出现子窗口。子窗口一般也只能在框架(父)窗口显示与移动。 CXP 的子窗口有主(子)窗口及辅(子)窗口两类。 主(子)窗口有五个，分别用以显示梯形图，助记符，全局符号，局部符号及交叉引用数据的画面，可相应进行梯形图，助记符，全局符号，局部符号编辑以及察看变量交叉引用的情况。 辅助(子)窗口有三个，分别为工程工作区窗口，输出窗口及观察窗口。图 4-11 就显示了有主窗口(显示梯形图)及三个辅窗口的画面。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 编程软件多都还有含有若干工具软件及其相应工作窗口:如 CXP 就有内存窗口(PLCMemory CompONent)，PLC I/O 表窗口(IO Table compONent)，PLC 设定窗口(PLC Setup compONent)，数据跟踪/时间图图监控窗口(Data Trace/Time Chart MONitor compONen)，内存卡窗口( Memory Card compONent)，网络管理窗口(CX-Server (CX-Net) NetworkCONfiguratiON tool)及 PLC 时钟工具窗口( PLC Clock tool)等。这些窗口有的也是父子式的，在框架窗口内也可有很多子窗口。 (2)菜单 在编程软件窗口上，多都有菜单。大体有两种菜单:下拉菜单与弹出菜单。下拉菜单:下拉菜单的各项显示在窗口的上方。用鼠标左键击其中一个项，将“下拉”出(显示)它的各个子项。如果有的项目下还有子项，再击之，还将“下拉”出它的子项。“下拉”菜单因而得名。在这些菜单的项目中，击某个项，即可实现相应的操作。 这些菜单项有文件，编辑，示图，，窗口，帮助等 WINDOWS 窗口常见的通用项，也有含有编程软件特点的菜单项。具体见图 4-13、4-14 及 4-15。 弹出菜单:在不同窗口，不同位置，右击鼠标时，多会弹出一个菜单。此即弹出菜单。所弹出菜单的内容，依右击鼠标时所在的窗口或位置不同而有所不同。在弹出菜单出现后，再左击鼠标左键，也可进入相应的操作。 (3)工具条 工具条是图表的形式显示在窗口下拉菜单的下方。工具条是分组的。每组含若干项。每个项一个图标，与具体的菜单项对应。用鼠标左键击这个图标与击对应的菜单项，效果是相同的。但前者比后者要方便得多。只是，显示工具条要占窗口的面积。所以，如不想用工具条，也可以在相应的菜单项中选择不显示它。这三家编程软件的工具条见图 4-13、4-14 及 4-15。 (4)状态条 显示在窗口的最下方，用以提示在编程及程序调试过程中的有关状态信息。可以在相应的菜单项中选择是否显示它。这三家编程软件的状态条见图 4-13、4-14 及 4-15。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 3(操作 编程软件可用鼠标或键盘进行操作。 (1)鼠标操作 如同其它 WINDOWS 界面，鼠标有四种操作:左单击，左双击，右单击，按左键时托放(仅 CXP)。在不同窗口或不同的项目或不同的画面下，对这四种操作作些测试，即可得知这些操作各有什么功能。 (2)键盘操作 用以对系统操作及输入数据。对系统操作则用热键。输入数据按提示进行。用热键操作再与输入数据结合，速度快，是提高程序设计效率所必须要作的。用户也可依需要自身定义热键。可在相应菜单项中及窗口中进行相应操作予以实现。 4(使用 本软件主要在两种状态下使用:离线(脱机)与在线(联机)。 1)离线 ( 也称脱机，主要用于编程。具体工作是:PLC 设定，I/O 地址分配与变量编辑以及用梯形图(或其它语言)编程。 (一) PLC 配置与设定 又称组态，主要是利用相应窗口，做好如下几项设定: 1)选择 PLC 型号及 CPU 版本。 2)根据 PLC 的硬件配置，作好各个硬件单元或模块的设定。硬件设定有的是用模块上的设定开关，有的用编程软件，有的两者都用。 3)根据需要，对 PLC 的内部器件及有关参数做好设定。 4)根据联网情况，作好联机通讯的有关设定。 5)如需要作程序加密设定。 以上设定都须选择相应的对话窗口实现。至于怎么能弹出这样窗口，不同软件可用鼠标击不同菜单项或工具条，并还要进行相应的操作。尽管，不同的 PLC 及其硬件配置，要做的这些设定差别很大，但都必须用这编程软件一一完成。图 4-17 示的为 CXP 的一个设定窗口。其上有多个表单，可根据表单的内容作相应设定。该图显示的为 CPU 设置表单。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 提示:对 PLC 进行设定，往往不只用一个对话窗口就可完成，特别是中、大型机。如从图 4-17 到图 1-19 的 3 个设定窗口，有的没有通讯口的设定，有的没有 I/O 分配。要细心查找有关菜单项，全面完成设定工作。 (二) I/O 与内部变量编辑 1)I/O 地址分配是确定 PLC 上各个输入、输出点或字节、字的具体地址。在多数情况下，做好了设定，PLC 的 I/O 的各个输入、输出点或字节、字，实际地址也就确定了。因为这些地址多可自动形成。但有的 PLC，也可自行设计。 自动形成时，其 I/O 地址按缺省值确定。自行设计时有的 PLC，其地址可按给定的变化范围选定，较灵活。 I/O 地址分配另一任务是，把 PLC 上的各个输入、输出点或字节、字，分配给实际的输入器件及执行器件使用，以便在编程时，恰当的使用有关 I/O 地址。 2)符(标)号地址编辑。编程软件除了可使用输入、输出点及内部器件的点或字节、字的地址做指令的操作数，还可使用命名的地址，即符号，或称变量，做操作数。如后者，须对有关输入、输出点及内部器件的点或字节、字进行命名。这也就是这里讲的符号或变量编辑。 可多程序或模块化编程的 PLC，符号或变量有全局与局部两种:全局变量，在所选的PLC 内有效;而局部变量仅在所编的程序(含子程序)中有效。其它的仅一种变量。编辑的符号不能重复。这样，在梯形图编辑时，使用它，将与使用实际的各个输入、输出及内部器件的点或字节、字的地址，效果完全相同。 由于符号可赋予一定含义，所以，用它编写的程序可读性好。同时，使用符号还便于更改程序，如 I/O 分配变化时，对符号作重新编辑，也就可以了。使用符号还可使程序标准化。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 用标准程序，但符号做不同的编辑，即可用于不同的场合。因此，使用符号地址，代替实际地址已是 PLC 编程的一个趋势。 这三个软件都有相应的符号编辑窗口。 图 4-20 示的为 CXP 软件的符号编辑窗口。该图编辑了 3 个符号地址。如名称“工作”,实际地址为“10.00”，注释为“用于控制设备控制工作”。这里的符号编辑就是要完成这些 项目的填写工作。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 提示:在梯形图程序编辑时，所选图形符号不对、地址或参数不对，或梯形图选定位置不对，都将有提示。而且，每完成一个梯级的编辑，CXP 及 STEP 7 Mcro/win 都会自动进行正确性 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 检查。如不当，将有异常显示。用 GX Developer 画梯形图时，所画的有关位置背景色改变，用鼠标击“变换”项后，进行检查。编辑得当，背景色恢复正常，如不当，将有相应提示。 提示:当程序编辑完成后，还需对其进行编译。只有经编译通过的程序，才能下载给 PLC。 编译时，会对程序进行全面检查。检查的项目多可自定义。检查的结果会在输出或信息窗口显示。如出错，将显示出错项目及所在的梯形图的位置。只有更改所有致命错误后，编译才能通过。 以上软件，有的还支持其它语言编程。如 GX Developeer 可用于进行 SFC 语言编程。在创建新工程时，可选择使用 SFC 语言，也可在编程过程中，转换为 SFC 语言编程。其做法如图 4-26 所示，在“工程”菜单下击“编辑数据”，再击“改变程序类型”，将弹出图 b所示选择窗口。从中选择 SFC 即可。 (四)程序注解 为了便于阅读软件，对程序还可以加注解。有多种注解: 变量注解:这在定义变量时进行。在梯形图显示时，将与变量名同时显示。 梯形图元素注解:这是对有关触点或指令所作的注解。做法是，选好要对其注解的元素，单击鼠标右键，将弹出一下拉菜单。选其中属性现单击之，则出现加注文本框。即可在其上写入有关注解。 标题注解:这是对程工、程序与段所作的注解。做法是，选好要对其注解的元素，单击鼠标右键，将弹出一下拉菜单。选其中属性现单击之，则出现加注文本框。即可在其上写入有关注解。 等等。 提示:加注的程序可选择是否显示注释，也可选择是否显示符号地址。当显示所有这些内容时，梯形图所能显示的图形部分就少了。故，一般是，需要时才选择把所有注释都显示。 (2)联机 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 联机是指计算机与 PLC 链接或联网，之间可传送程序或数据。在建立联机操作前，一般要先对 PLC 与计算机的通讯方法与通讯参数作设定。PLC 与PLC 联机最简单、最常用的是用计算机串口与 PLC 通讯口。但，这个口通讯的速度低。此外，可也可用控制网、以太网通讯。通讯速度快，但要有相应的联网硬件。 通讯设定好后，计算机与 PLC 联好线，并把 PLC 接上电源，即完成了联机的准备。这时，击在线工作菜单项，即弹出是否要联机的提示窗口，如回答是肯定，则将建立通讯，计算机与 PLC 进入联机状态。 编程软件还提供自动联机的功能。有关通讯参数可自动选择，为联机提供了方便。 提示:如联机失败，编程软件都将有相应提示。在编程过程中，计算机与 PLC 联机主要要做的工作是:程序传送、远程操作及在线编辑。此外，还有数据传送，以实现对 PLC 的监控。 (一)程序传送 进入联机状态后可向 PLC 传送程序(含 PLC 设定及有关数据等)。显然，如 PLC 未装有程序，未作必要的设定(或要改便缺省的设定)则向 PLC 传送程序将是首先要作的工作。下传的操作是:击相应菜单项，或工具条，或操作相应热键。之后，将出现提示对话窗口，只要作相应的回答或选择，即进行下传。 如 PLC 中装有程序，或作了设定，也可将其上传给计算机。操作:也是击相应菜单项，或工具条，或操作相应热键。之后，将出现提示对话窗口，只要作相应的回答或选择，即进行上传。 除了传送，还可把计算机的程序与存于 PLC 中的程序，设定及有关数据作比较。操作:也是击相应菜单项，或工具条，或操作相应热键，比较的结果也将有显示。 提示:新使用的三菱 Q 系列机，在下传程序设定及数据给 PLC 前，应先对 PLC 的内存进行格式化。格式化可用鼠标击“在线”、“格式化 PLC 的内存”菜单项，然后按提示操作。 (二)远程操作 远程操作是用以改变 PLC 的工作模式。具体操作可用菜单，或工具条，或热键进行。为确保系统安全，在进行这些操作时都有信息提示，并要求予以确认。 任何 PLC 都有两种基本状态:运行状态及非运行状态。处于前者时，PLC 运行程序，可实现程序的功能;但这时，多不能向 PLC 传送程序、修改数据，或对 PLC 进行设定。处于后者时，PLC 即使装载有程序，也不运行程序，不能实现程序的功能;但这时，可向 PLC传送程序、修改数据，或对 PLC 进行设定。 在这两种基本状态中，不同的 PLC 多还有一些子状态，以便于用户对 PLC 的作不同的管理与使用。PLC 各状态间的切换，也各有各的办法，多不一样。 OMRON PLC:在运行状态中，还分有监控(在运行程序的同时，可修改数据，并可在线编辑，部分修改程序)及运行(不能修改数据)。它的大型 PLC 还有跟踪状态。初始模式设定。而且，这些状态都是由初始设定(确定加电后，PLC 所处于的状态)、简易编程器控制或用计算机远程操作。为了让计算机能向 PLC 写数据，控制 PLC，一般初始设定，都是使 PLC 一上电，都是处于监控状态。 西门子 PLC:用面板上的多个位置的钮子开关，可控制 PLC 处于停机、运行及暂时(TEMP)状态。只有在暂时状态下，可对其进行远程操作，以实现停止与运行的转换。只有在停机状态下，才能向其传送程序。为了让计算机能远程操作 PLC，其钮子开关一般都是处于暂时状态。 三菱 PLC:小型机也只有停止及运行两个状态。可用面板上钮子开关切换，也可用软件远程切换。还可设定某个输入点控制，如设 X000 点，则 X000 ON 或 OFF，与操作面板上钮子开关的效果相同。三菱有 3 个方法控制 PLC 状态，以最后控制的方法有效。 提示:了解 PLC 的各个工作模式及其如何改变，也是使用 PLC 的一个基本要点。否则无 法正确使用 PLC。 (三)在线编辑 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 程序下传后，如要作小量的改动，可进行在线(PLC 处运行状态)编辑。这时，PLC仍运行程序、实现控制，同时，可接受所修改的部分程序。为了安全，在正式工作的场合，一般不主张在线编辑。但在程序调试时，在线修改，则是很方便的调试方法。如程序是分模块的，也可按模块改，改后再下载修改过的模块，也是在线编辑。 CXP 可进入专门的在线编辑平台。办法是，先选好要改动的梯形图，再击“程序设计/在线编辑/开始“菜单项，或热键，或工具条，则在梯形图所选定的梯级处即可进行与未联机前一样的梯图编辑了。编辑后，还要把编辑的结果传送给 PLC。这时，可击“程序设计/在线编辑/发送修改“菜单项，或击相应工具条，或相应热键，之后，CXP 将对所作的改动作语法检查，如无误，则把所作的改动下传给 PLC。当然，如不想把所作的改动下传给 PLC，也可击“程序设计序/在线编辑/取消“菜单项，或击相应工具条，或相应热键，之后，将退出在线编辑。程序也不会作任何改动。 STEP7 Micro/win 也可进行在线编辑。只是要先做在线编辑设定，经确定后，即可进行。这时，当更改少量程序，经编译，下载给 PLC 时，PLC 仍将运行程序、实现控制。GX Developer 软件只要退出软件监控(见后)，进入写状态后，也可进行在线编辑。只是在编辑后，必须击“变换(运行中写入)”菜单项，经编译通过，才能把所修改的程序下载给 PLC。当然，为此还要先做可以在线编辑的设定，同时，修改的程序量不能太大。否则，将在线编辑失败。为实现修改，就必须 PLC 停机，再全面下载程序。 要提及的是，进行在线编辑的前提是，PLC 中装的程序必须与计算机上激活的程序是一样的，否则不能进入在线编辑状态。 (3)监控 与 PLC 联机还有一个目的就是与 PLC 交换数据，以对 PLC 进行监控。而且，也只有进 行监控观察，才可看出所编的程序是否正确。每种编程软件都可在梯形图编程窗口上监控，还可在专门的显示内存数据的窗口上监控。有的还有其它监控方式。 (一)梯形图编程窗口监控: 在联机后，当显示梯形图编程窗口时，用鼠标击相应菜单项、或工具条，或按相应热键，则进入或退出监控。 这时，梯形图的连线线上有“电流”或触点的通断标志出现。触点通将有“电流”通过。等等。可形象地看到 PLC 的工作状况。 如显示的字体选择合适，还可在相应的指令显示处看到相应内存单元的当前值(即时数 据)。 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 图 4-30 软元件测试窗口 如图所示，可对软元件 M1(触点)进行强制 ON，或强制 OFF，或作与它的状态相反的强制。只是，这里虽强制，其实只是写，没有 CXP 那样的强制含义。也可对 D100 写，如图， 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 如击“设置”，则把 10 进制 1000 这个数，写入 D100 中。 提示:三菱 PLC 这里的强制软元件 ON，或 OFF，实际是写实这个点，不是真正意义上的强制。目前，三菱 PLC 无强制功能。但它与 OMRON PLC 一样可写实际输入点。只是这个，有效作用期仅一个扫描周期，之后，其状态将由实际输入状态而定。 对 STEP7 Mcro/Win:用此窗口可监视 PLC 数据，也可进行写数据、强制位的状态。如 4-31 所示，在图 a 指定处，鼠标击右键，弹出如图 b 所示弹出菜单，再用鼠标左键击“Write”图 处，将弹出如图 c 所示对话框。如在“Value”项，键入 1234，则此值将赋给变量YY0。 如果在开关量处击右键，再用左键击“Force”项，可对开关量进行强制置位或复位。如不用强制，也可向开关量写 1 或写 0。 提示:西门子 PLC 不能用上位软件写输入点，只能强制其 ON，或 OFF。 (二)内存窗口监控: 内存窗口是用 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 显示内存数据，也可写数据。下面分别对三个编程软件的这样窗口进行介绍: CXP:当计算机与 PLC 联机，击“PLC/内存”菜单项。则弹出 PLC 内存窗口。此窗口 与编程窗口类似，也可多文档工作。见图 4-32: 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com 稻草人自动化培训 www.dcrauto.com